Гідрологія

Кругообіг води в природі. Гідрологічний цикл

Гідроло́гія (від давньогрец. ὕδωρ — вода і λόγος — слово, вчення) — наука, що вивчає води природні, зокрема закономірності їхнього формування, руху та розподілу на земній поверхні. Належить до комплексу наук, що вивчають фізичні та географічні властивості Землі, зокрема її гідросферу. Предметом дослідження гідрології є води гідросфери в океанах, морях, річках, озерах, водосховищах, болотах, ґрунті та води підземні. Залежно від об’єктів і методів вивчення гідрологія поділяється на: гідрологію суходолу (яку звичніше називають власне гідрологія); гідрологію моря (океанологію); гідрологію підземних вод (гідрогеологію).

Історична довідка

Емпіричні гідрологічні знання необхідні були людині здавна, оскільки всі цивілізації використовували водні об’єкти для своїх потреб. Наприклад, близько 4 000 до н. е. р. Ніл було перекрито греблею для підвищення продуктивності сільського господарства. Міста Месопотамії були захищені від затоплення високими земляними дамбами (бл. 3 500 до н. е.). Акведуки будували у Стародавній Греції і Стародавньому Римі. Водночас античні натурфілософи (див. Антична філософія) не мали чіткого уявлення про кругообіг води (гідрологічний цикл). Вони вважали, що атмосферних опадів недостатньо для пояснення утворення стоку в річках. Аристотель стверджував, що велика частина води надходить у річки з печер, в яких повітря, конденсуючись, перетворювалося на воду. В епоху Відродження Леонардо да Вінчі і Бернар Паліссі (1510–1589, Франція) незалежно один від одного сформували наукове уявлення про кругообіг води. В 17 ст. гідрологічні параметри почали кількісно вимірювати. Піонерами в розробці методичних підходів в гідрології, які використовуються і сьогодні, стали вчені П'єр Перро (1608–1680, Франція) та Е. Маріотт. Вимірюючи кількість атмосферних опадів, стік і площу дренажу в басейні р. Сени (див. Басейн річки), П. Перро показав, що опадів достатньо для утворення стоку в річці.

Е. Маріотт поєднав вимірювання швидкості течії та поперечного перерізу річки, щоб отримати витрату води р. Сени.

Астроном Е. Галлей показав, що розрахунків випаровування з Середземного моря було досить для врахування стоку річок, що впадають в море.

У 18 ст. гідрологія збагатилася дослідженнями з гідродинаміки Д. Бернуллі, винаходом А. Піто приладу для вимірювання швидкості потоку (Піто трубка), вперше застосованого для вимірювання швидкості потоку у р. Сені (1723).

У 19 ст. було встановлено закон Дарсі — рівняння, яке описує рух рідини через пористе середовище [Анрі Філібер Гаспар Дарсі (1803–1858), Франція].

У 20 ст. особливої актуальності для обробки гідрологічної інформації набув метод аналізу гідрографа. Важливу роль відіграла теорія проникнення Роберта Елмера Хортона (1875–1945, США). З 2-ї половини 20 ст. в гідрології почала зміцнюватися теоретична база. Цьому сприяли досягнення у вивченні фізичних основ гідрологічних процесів, поява комп'ютерів та географічних інформаційних систем (ГІС).

Розділи

Основними розділами гідрології є:

1) гідрологія суходолу — вивчення гідрологічних процесів на поверхні Землі;

2) гідрометрія — вивчення та розробка методів і засобів кількісного обліку різних елементів водних об'єктів і їх режимів;

3) гідрохімія — вивчення хімічних характеристик природних вод;

4) гідробіологія — вивчення взаємодії організмів із гідрологічним циклом;

5) гідрогеологія — вивчення походження, умов залягання, складу й закономірностей руху підземних вод;

6) гідрометеорологія — вивчення обмінних процесів між поверхнею води й нижніми шарами атмосфери (оболонки Землі);

7) гідрографія — опис фізико-географічних умов, режимів господарського використання річок, озер, водосховищ і морів;

8) інженерна гідрологія — вивчення якісних і кількісних змін водних режимів, що виникли внаслідок спорудження гідротехнічних споруд;

9) лімнологія — вивчення фізичних, хімічних та біологічних характеристик озер та водосховищ;

10) океанологія — вивчення характеристики великих мас води;

11) гляціологія — вивчення природного льоду на поверхні Землі, в атмосфері та літосфері;

12) гідроінформатика — застосування сучасних методів інформатики для вирішення проблем гідрології;

13) ізотопна гідрологія — вивчення гідрологічних процесів ізотопними методами.

Гідрологія в Україні

Регулярний моніторинг рівнів води на р. Дніпрі (поблизу м. Києва) було розпочато 1804, на р. Десні — 1839, на р. Прип’яті — 1843.

Перші гідрологічні дослідження були проведені на р. Дніпрі на поч. 19 ст. переважно для потреб водного транспорту.

1901 опубліковано одну з перших праць з гідрології р. Дніпра — двотомне видання «Дніпро і його басейн» авторства Миколи Івановича Максимовича (1855–1926).

1925–1930 в Україні створено стаціонарну гідрологічну мережу з вивчення режиму поверхневих вод. 1926 в м. Києві засновано науково-дослідний інститут водного господарства (фундатор — Є. Оппоков, засновник гідрологічної школи в Україні). Значного розвитку набули дослідження водних об’єктів під час будівництва Дніпрогесу та внаслідок реалізації плану комплексного використання водних ресурсів р. Дніпра (Є. Оппоков, А. Огієвський, Віктор Олександрович Назаров, 1893–1961 та ін.).

Після Другої світової війни в Україні одним з найважливіших завдань гідрології стало вирішення проблем водопостачання промислових центрів, гідротехнічного і меліоративного будівництва, розроблення заходів для боротьби з паводками на річках. Ці та ін. питання сприяли створенню наукових основ водного балансу, вдосконаленню методів розрахунку гідрологічних характеристик, розробленню методів захисту берегів водосховищ (А. Огієвський; Степан Макарович Перехрест, 1903–1981; Владислав Іванович Мокляк, 1909–1976; Йосип Аронович Железняк, 1918–1997; Григорій Іванович Швець, 1898–1987; Паладій Федорович Вишневський, 1910–2006; Лука Григорович Онуфрієнко, 1911–1988; Анатолій Миколайович Бефані, 1909–2003; Б. Пишкін).

Подальше зростання антропогенного впливу на водні об’єкти України зумовило поглиблення вивчення максимального і середньорічного стоку (Олексій Федорович Литовченко, 1930–2011; Олександр Григорович Іваненко, 1934–2008; Ярослав Олександрович Мольчак, нар. 1943; Євгеній Дмитрович Гопченко, нар. 1936; Жанетта Рашидівна Шакірзанова, нар. 1962; Валерія Анатоліївна Овчарук, нар. 1970), водного балансу та руслових процесів на гірських річках Карпат (Мирослав Іванович Кирилюк, 1933–2012; Юрій Сергійович Ющенко, нар. 1957), комплексного використання та охорони водних ресурсів (Анатолій Васильович Яцик, 1948–2020), руслових процесів на річках (Олександр Григорович Ободовський, нар. 1958); встановлення зв’язку гідрологічних процесів з екологічним станом водних об’єктів (Володимир Михайлович Тімченко, 1943–2018; Віктор Миколайович Самойленко, нар. 1955); впливу кліматичних змін на гідрологічний режим річок (Наталія Степанівна Лобода, нар. 1954; Василь Васильович Гребінь, нар. 1964; Людмила Олександрівна Горбачова, нар. 1976), інтеграцію методів гідрологічних і гідрохімічних досліджень для управління водними ресурсами (Хільчевський В. К.).

Наукові установи

У світі гідрологічні дослідження координуються гідрологічною комісією Всесвітньої метеорологічної організації ООН, Міжнародною гідрологічною програмою ЮНЕСКО, Міжнародною комісією з питань захисту р. Дунай та ін. В Україні наукові дослідження з гідрології проводять в Українському гідрометеорологічному інституті Державної служби України з надзвичайних ситуацій та НАН України, Гідробіології інституті НАН України, Інституті водних проблем і меліорації Національної академії аграрних наук України, Київському національному університеті імені Тараса Шевченка, Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича, Одеському державному екологічному університеті. Дані моніторингу гідрологічних характеристик на водних об’єктах України опрацьовує і публікує в «Гідрологічних щорічниках» та «Щорічних даних про якість поверхневих вод» Центральна геофізична обсерваторія Державної служби України з надзвичайних ситуацій. Результати наукових досліджень публікуються в «Українському гідрометеорологічному журналі», науковому збірнику «Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія», «Гідробіологічному журналі» та ін.

Значення

На сучасному етапі розвиток гідрології спрямований на дослідження водних ресурсів і водного балансу Землі з урахуванням можливого потепління клімату (див. Клімату зміни), прогнозування майбутнього стану водних ресурсів, розв’язання проблем водного дефіциту.

Одним із важливих напрямів розвитку гідрології в Україні є розроблення наукових основ протипаводкового захисту; комплексного використання та охорони водних ресурсів транскордонних річок (Дунаю, Тиси, Західного Бугу, Дніпра, Сіверського Донця) спільно з відповідними органами сусідніх держав.

Література

  1. Максимович Н. И. Днепр и его бассейн. Киев : Типография С. В. Кульженко. 1901. 370 с.
  2. Оппоков Е. В. Режим речного стока в бассейне Верхнего Днепра выше г. Киева по даннным на 1876/7–1908 годы // Сборник в честь семидесятилетия профессора Дмитрия Николаевича Анучина. Москва : Императорское общество любителей естествознания, антропологии и этнографии, состоящего при Московском университете, 1913. С. 421–445.
  3. Огиевский А. В. Гидрометрия и производство гидрометрических работ. Ленинград; Москва : Энергоиздат. 1932. 572 с.
  4. Бефани А. Н. Основы теории ливневого стока // Труды Одесского гидрометеорологического института. 1949. Ч. 1. Вып. 4. С 39–175.
  5. Ободовський О. Г. Гідролого-екологічна оцінка руслових процесів (на прикладі річок України). Київ : Ніка-Центр, 2001. 274 с.
  6. Encyclopedia of Hydrological Sciences : in 5 vol. / Ed. by M. Anderson, J. McDonnell. Chichester : Wiley, 2005.
  7. Тимченко В. М. Экологическая гидрология водоемов Украины. Киев : Наукова думка. 2006. 282 с.
  8. Хільчевський В. К., Ромась І. М., Ромась М. І. та ін. Гідролого-гідрохімічна характеристика мінімального стоку річок басейну Дніпра / За ред. В. К. Хільчевського. Київ : Ніка-Центр, 2007. 184 с.
  9. Гребінь В. В. Сучасний водний режим річок України (ландшафтно-гідрологічний аналіз). Київ : Ніка-Центр, 2010. 316 с.
  10. Гопченко Є. Д., Лобода Н. С., Овчарук В. А. Гідрологічні розрахунки. Одеса : ТЕС, 2014. 484 c.

Автор ВУЕ

В. К. Хільчевський


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Хільчевський В. К. Гідрологія // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Гідрологія (дата звернення: 15.06.2021).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
24.07.2020

Увага! Опитування на честь 30-ліття незалежності